нести. При увеличении содержания
углерода в стали наблюдается тенденция к снижению скорости нагрева,
обеспечивающей максимальное упрочнение. В сталях с содержанием до 0,2% С
эта скорость нагрева равна 1000° С/с; с 0,35% С--700° С/с; для стали 58 —
330е С/с; а для стали У8— <300° С/с. При содержании в
стали <0,6% С степень измельчения зерна практически линейно зависит от
скорости нагрева при повторной закалке. В сталях с большим содержанием
углерода при скоростях повторного нагрева >300° С/с формируется зерно
несколько больших размеров, чем при скорости нагрева в интервале
10—450° С/с. В некоторых случаях оно практически равно исходному зерну. По
аналогии с данными В. Д. Садовского [19] это явление можно отнести к
структурной наследственности. Укрупнение зерна при чрезмерно больших
скоростях нагрева снижает свойства, которые оказываются ниже
аналитически прогнозируемых. Укрупнение зерна при весьма больших
скоростях иагрева высокоуглеродистых сталей, по-видимому, связано с
изменением кинетики превращения а -> 7. Образование зародышей аустенита
происходит на .межфазных границах феррита и цементита, поэтому чем больше
таких границ и меньше расстояние между ними, тем мельче зерно аустенита.
При сохранении вплоть до начала превращения а -> у мартеи-ситной или
бейнитион структуры с большим числом малоугловых границ зарождение
новой фазы легче всего будет происходить на высокоугловых границах
исходного зерна, ограничивающих размеры первых мартенситных
кристаллов. В этом случае и должно восстанавливаться исходное зерио. Таким
образом, для наиболее эффективной технологии предварительной обработки с
целью измельчения зерна необходимо создавать большое число высокоугловых
границ к моменту начала превращения а -» у при второй
закалке.
Следовательно, рациональными
режимами предварительной термической обработки средне- и
высокоуглеродистых сталей будет либо закалка с отпуском для получения
высокодисперсной ферритно-цементитной структуры, либо режимы с умеренными
скоростями нагрева при повторной закалке, в процессе которых происходит
распад мартенсита и превращение остаточного аустенита. Поэтому иногда
отмечается [26], что при повторном нагреве для закалки сталей с исходной
мартенситной структурой со скоростями —1000° С/с свойства оказываются
ниже, чем при аналогичном нагреве после предварительного
улучшения.
Для низкоуглеродистых и
низколегированных сталей увеличение скорости нагрева под вторую закалку до
1000° С/с всегда следует считать положительным.
Наиболее эффективно упрочнение
путем измельчения зерна в результате предварительной термической обработки
на сталях, содержащих небольшое количество сильно карбидообразующих
элементов (Cr, Mo, V, W, AI, Ti), входящих в состав карбидов,
интенсивно выделяющихся при отпуске. Для сталей типа 60ХГС или 60С2 перед
повторной закалкой всегда нужен отпуск не ниже 450° С.
Поскольку измельченность исходного
зерна определяет величину не только мартенситных кристаллов, но и
продуктов их превращения прн отпуске, то связанное с этим
дополнительное упрочнение после повторной закалки сохраняется и после
отпуска до 500—600° С. Для сталей с малой устойчивостью
переохлажденного аустенита в ряде случаев хорошие свойства дает
повторная ступенчатая закалка.
Способ получения сверхмелкого
зерна, определяя состояние других элементов структуры, влияет на
уровень свойств пластичности. Пластичность можно повысить, например, при
получении развитой субструктуры матричной фазы и при минимальных
количествах выделений второй фазы.
Важным методом повышения свойств
путем предварительной подготовки матричной фазы является двойная обработка
литых сплавов, и в первую очередь чугунов и сталей. Развитая дендритная
неоднородность литой стали усугубляется часто неоднородным расположением
феррита и перлита. Различное влияние высокой концентрации таких
легирующих элементов, как, прежде всего, Мп и Si, на коэффициент
активности углерода осложняет получение гомогенного твердого раствора в
результате однократной перекристаллизации. Поэтому широкое
распространение получили процессы двойной закалки для повышения
пластичности литой штамповой стали [14]; проведение предварительного
отжига при 550° С для стали типа 110Г13Л перед повторной закалкой с целью
значительного измельчения зерна 113]; предварительная нормализация из
межкритического интервала
